Profilmätning på sträckor med polymermodifierat bitumen på riksväg 47 Falköping

Transkript

1 VTI notat Utgivningsår Profilmätning på sträckor med polymermodifierat bitumen på riksväg 47 Falköping Uppföljning efter tre års trafik VTI notat Profilmätning på sträckor med polymermodifierat bitumen på riksväg 47 Falköping Håkan Carlsson

2

3 VTI notat Profilmätning på sträckor med polymermodifierat bitumen på riksväg 47 Falköping Uppföljning efter tre års trafik Håkan Carlsson

4 Dnr: 2011/ Omslagsbild: Hejdlösa Bilder AB, Thinkstock. Tryck: LiU-Tryck, Linköping 2015

5 Förord VTI har fått i uppdrag av Trafikverket att genom profilmätningar följa upp provsträckor med polymermodifierat bitumen i slitlagerbeläggningen på riksväg 47 väster om Falköping. Projektet inleddes 2011 strax efter att beläggningsåtgärden utfördes och har pågått fram till och med Kontaktperson på Trafikverket för projektet har varit Torsten Nordgren. Från VTI har Mikael Bladlund, Romuald Banek, Håkan Wilhelmsson, Tomas Halldin och Carl Södergren även deltagit i projektet genom att bland annat bistå med mätningar och dataanalys. Linköping, januari 2015 Håkan Carlsson Projektledare VTI notat

6 Kvalitetsgranskning Extern peer review har genomförts hösten 2014 av uppdragsgivaren Torsten Nordgren, Trafikverket och internt på VTI av Safwat Said och Leif Viman. Håkan Carlsson har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus. Forskningschef Anita Ihs har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 22 januari De slutsatser och rekommendationer som uttrycks är författarens egna och speglar inte nödvändigtvis myndigheten VTI:s uppfattning. Quality review External peer review was performed during autumn 2014 by commissioner Torsten Nordgren, Swedish Transport Administration and internal at VTI by Safwat Said and Leif Viman. Håkan Carlsson has made alterations to the final manuscript of the report. The research director Anita Ihs examined and approved the report for publication on 22 January The conclusions and recommendations expressed are the author s and do not necessarily reflect VTI s opinion as an authority. VTI notat

7 Innehållsförteckning Sammanfattning... 7 Summary Inledning Syfte Provsträckor Mätningar Slitagemätningar Profilmätningar Mätresultat Slitage Beständighet Profilmätningar Slutsatser Bilaga 1 Mätplan för profilmätning och slitagemätning för samtliga provsträckor Bilaga 2 Uppmätta slitageprofiler för vintern Bilaga 3 Uppmätta tvärprofiler Bilaga 4 Beräknade spårdjup vid profilmätning VTI notat

8 VTI notat

9 Sammanfattning Profilmätning på sträckor med polymermodifierat bitumen på riksväg 47 Falköping av Håkan Carlsson (VTI) På uppdrag av Trafikverket har VTI utfört tvärprofilmätningar och slitagemätning på provsträckor med polymermodifierade asfaltbeläggningar på riksväg 47 vid Falköping. Syftet med mätningarna är att utvärdera de olika beläggningstyperna avseende spårbildning samt dubbdäcksavnötning och beständighet/stensläpp genom slitagemätning. Inom vägobjektet lades det 2011 avsnitt med olika typer av slitlagerbeläggningar där 6 stycken 200 meter långa uppföljningssträckor (provsträckor) har lagts ut. Uppföljningen av dessa omfattar förutom sträckor med polymermodifierat bitumen av typen Nypol och Inormix även anslutande referenssträckor med konventionell asfaltbeläggning med standardbitumen (std). Inom vägavsnittet är trafikmängden, ÅDT, cirka fordon. Profilmätningar har utförts årligen från 2011 fram till våren På respektive sträcka gjordes slitagemätning för dubbdäcksnötning i 5 tvärsektioner och för profilmätning med Primal i 10 sektioner samt mätning av beständighet/stensläpp på en yta av 1 m 2 över vänster spår och spårkant. Mätresultaten visar på ett tydligt spårslitage, med en spårvidd på cirka 1,6 meter som stämmer med ett slitage från personbilstrafik. Det är generellt liten spridning i det maximala spårslitaget inom respektive sträcka. Initialslitaget första vintern var på samtliga sträckor cirka dubbelt så stort (ca 2 mm) som de två senaste mätta vinterperioderna (under 1 mm). Lägst slitage med cirka 0,7 millimeter genomsnittligt spårslitage per år de senaste två vintrarna har det varit på sträcka 5 med Nypol och sträcka 6 med std B70/100, där båda sträckorna har 25 procent inblandad slitstark kvartsit i stenmaterialet. På sträckorna 2 4 med sämre stenmaterial bestående av diabas och gnejs ligger spårslitaget över 1 millimeter. I jämförelse med sträcka 1 som referenssträcka har sträcka 2 med Inormix, sträcka 3 med Nypol och sträcka 4 med std B70/100 ca procent mer slitage. Kvartsit som stenmaterial visar, som väntat, bättre resultat med avseende på slitage än framförallt gnejs men även något bättre än diabas. Beständigheten analyserades med avseende på stensläpp utryckt i större håligheter på mätt kvadratmeter som uppstått under vinterperioden. Under första vintern lossnade det inte inom någon av de mätta kvadratmetrarna några stora stenar. Den andra vintern lossnade däremot en del större stenar för att sedan den tredje (senaste) vintern endast lossnat ett fåtal stenar. Under mätperioden har flest stensläpp skett på sträcka 5 med Nypol. Bästa har sträcka 2 med Inormix och diabas fungerat med avseende på stensläpp. Bedömningen generellt är att det inte på någon sträcka finns ett framträdande stensläpp. De uppmätta tvärprofilerna uppvisar en tydlig spårbildning på samtliga sträckor och vid senaste mätningen 2013 efter drygt två års trafikering framgår det att vänstra spåret är cirka 6 7 millimeter djupt och högra spåret cirka 4 5 millimeter djupt. Spårdjupstillväxten , bestående både av dubbdäcksslitage och av deformation från den tunga trafiken, är på sträcka 1 (ref. kvartsit) och sträcka 2 (Inormix diabas) betydligt större än de övriga 4 sträckorna under det första året. Under det andra året är spårtillväxten betydligt mer likartad mellan sträckorna. Undantaget är dock sträcka 6 (ref. kvartsit) där spårtillväxten är något lägre än övriga sträckor under En relativt stor del av spårdjupsökningen består av dubbdäcksslitage och det är endast på sträcka 1 (referens) och 2 (Inormix) som det framträder en deformation på knappt 1 millimeter. Eftersom dubbdäcksslitaget är en dominerande del av spårdjupsutvecklingen så är typ av stenmaterial av avgörande betydelse. Även om det inte är några stora skillnader i spårdjupsutvecklingen mellan sträckorna kan man ändå sammanfattningsvis säga att de sträckor som fungerat bäst första 2½ 3 åren med avseende på slitage VTI notat

10 och spårdjupstillväxt är sträcka 5 med Nypol (kvartsit) och sträcka 6 med std 70/100 (kvartsit). Bindemedlet Nypol ser ut att ha en viss positiv effekt på spårbildningen i jämförelse med standardbitumen och att kvartsit är det stenmaterial som uppvisat bäst nötningsegenskaper. 8 VTI notat

11 Summary Transverse profile measurement on test sections with polymer modified bitumen on road 47 at Falköping by Håkan Carlsson (VTI) On behalf of the Swedish Transport Administration VTI has performed transverse profile measurements and wear measurements on test sections with polymer modified asphalt pavements on road 47 at Falköping. The purpose of the surveys is to evaluate the different types of wearing course regarding rutting and wear of studded tires and durability / stripping (loss of surface aggregate). Within the rehabilitation project for the road 2011 test sections with various types of surface course where constructed where six test section of 200 meter long was selected for further evaluation. The monitoring of these test sections include, in addition to test sections with polymer modified bitumen type Nypol and Inormix also connecting reference sections with conventional asphalt paving with standard bitumen (std) B70/100. The amount of traffic, AADT, on the test sections is about vehicles. Profile measurements have been conducted annually from 2011 until the spring of On each test section was wearing of studded tires measured in 5 transverse profiles and profile measurement for rutting with equipment Primal in 10 transverse profiles and measurement of durability / stripping of 1 m 2 over the left wheel track and the edge of the track. Measurement results demonstrate a clear wear in the wheel track, with a track width of approximately 1.6 meters which corresponds to an abrasion from private car traffic. It is generally a small spread in the propagation of wear within each test section. The initial surface wear first winter was at all sections twice as large (about 2 mm) compared to the subsequent measured winter periods (under 1 mm). Lowest wear by about 0.7 millimeters averaged track wear per year the last two winters have been on test section 5 with Nypol and section 6 with standard B70/100, where both sections have 25 percent involved durable quartzite stone material. On the section 2-4 with poorer aggregates consisting of diabase and gneiss are track wear over 1 mm. In comparison with section 1 as the reference section has section 2 with Inormix, section 3 with Nypol and section 4 with std B70/100 approximately percent more wear. Quartzite stone material shows, as expected, better results for wear than mainly gneiss, but also slightly better than the diabase. The durability was analyzed with respect to stripping (loss of surface stone aggregate) expressed in larger cavities on the surface of the measured square meters incurred during the three winter periods. During the first winter of no large stones came loos within any of the measured square meters. The second winter of came off some larger stones and then the third (last) winter only a few stones where loosed. During the measurement period the most stripping has occurred on section 5 with Nypol. Best with respect to stripping has section 2 with Inormix and diabase worked. The assessment generally is that there are not any conspicuous stripping on any of the test sections. The measured cross profiles shows a clear rutting on all test sections and at the last measurement in 2013, after more than two years of traffic, the left track is about 6-7 millimeters deep and right track about 4-5 millimeters deep. The rut propagation , comprising both studded tires wear and deformation from heavy traffic, are on section 1 (ref. quartzite) and section 2 (Inormix diabase) significantly larger than the other four sections in the first year. In the second year, the rut propagation was much more similar between the test sections. The exception is, however, section 6 (ref. quartzite) which have somewhat less rut propagation than the other sections during A relatively large proportion of the rut propagation consists of studded tire wear and it is only on section 1 (reference) and 2 (Inormix) that there emerges a deformation of just 1 millimeter. Because studded tires wear is a major part of rut depth development therefor is type of aggregate crucial. VTI notat

12 Although there are not major differences in the track wear and rut propagation between the sections some conclusion can be drawn, that the section which worked best the first 2½-3 years for wear and rutting is section 5 with Nypol (quartzite) and section 6 with std B70/100 (quartzite). The binder Nypol looks to have some positive effect on rutting in comparison with standard bitumen and quartzite is the aggregate that exhibited the best wear characteristics. 10 VTI notat

13 1. Inledning På uppdrag av Trafikverket har VTI utfört tvärprofilmätningar och slitagemätning på polymermodifierade asfaltbeläggningar på ett vägobjekt på riksväg 47 väster om Falköping. Senaste profilmätningen utfördes hösten 2013 och senaste slitagemätningen gjordes våren Mätningarna gjordes i körfältet i västlig riktning. Det aktuella vägobjektet åtgärdades med nya slitlagerbeläggningar under hösten 2011, vilket omfattade olika avsnitt med asfaltbeläggningar med polymermodifierat bitumen. Mätningarna startade strax efter beläggningsåtgärden och har sedan upprepats årligen med tvärprofilmätningar på hösten och slitagemätningar över vinterperioderna. VTI notat

14 2. Syfte Mätningarna syftar till att utvärdera de olika beläggningstyperna genom att följa förändringarna på beläggningsytan med avseende spårbildning genom profilmätning samt dubbdäcksavnötning och beständighet/stensläpp genom slitagemätning. 12 VTI notat

15 3. Provsträckor Inom vägobjektet har det lagts avsnitt med olika typer av slitlagerbeläggningar. Inom respektive avsnitt har 200 m långa uppföljningssträckor (provsträckor) lagts ut för en noggrannare uppföljning genom mätningar. I bilaga 1 redovisas en mätplan som har använts för samtliga provsträckor på objektet. På sträckorna mäts under hösten tvärprofiler med Primal med avseende på total spårbildning på ytan och under höst och vår utförs slitagemätning med Laserprofilometer för att mäta dubbdäcksavnötningen under vinterperioden. Samtidigt mäts även med Laserprofilometern på en kvadratisk uppföljningsyta på varje provsträcka för att analysera eventuellt stensläpp, som ett mått på ytans beständighet. I tabell 1 redovisas de olika sträckorna med respektive beläggningstyp. Samtliga beläggningar är av typen ABT. Uppföljningen omfattar förutom sträckor med polymermodifierat bitumen även anslutande referenssträckor med konventionell asfaltbeläggning med standardbitumen (std) B70/100. Andelen återvunnen asfaltbeläggning på sträcka 1 och 6 kan variera någon från det nominella 10 procent. Uppgifterna om beläggningstyperna på respektive sträcka har reviderats något sedan mätningarna startade 2011 efter att ny information framkommit. Tabell 1. Provsträckor med polymermodifierat bitumen samt referenssträckor på Rv47 Falköping. Sträcka Beläggningstyp Recept nr. 1 ABT16 B70/100 11/16, 25 % Kvartsit + 10 % återvinning Inormix 16 Endura F1 Diabas ABT16 Nypol kkv<17 (Gnejs) ABT16 B70/100 kkv<17 (Gnejs) ABT16 Nypol /16, 25 % Kvartsit ABT16 B70/100 11/16, 25 % Kvartsit + 10 % återvinning 1028 För att säkerställa respektive provsträckas läge har sträckornas startpunkt mätts in med GPS-position, enligt tabell 2. Tabell 2. Inmätt GPS-position för startpunkt för samtliga sträckor. Sträcka Startsektion Slutsektion GPS-koordinat start 1 0/030 0/230 N ,7 E ,5 2 0/870 1/070 N ,7 E ,4 3 1/150 1/350 N ,6 E ,6 4 1/470 1/670 N ,8 E ,1 5 1/900 2/100 N ,9 E ,8 6 2/200 2/400 N ,9 E ,1 Samtliga sträckors start, slut och sträcknummer är tydligt utmärkta med gul färg på vägrenen, tillsammans med numreringen på tvärsektionerna. Sträcka 1 börjar strax efter rondell i korsningen mellan Rv47 och Rv46 (mot Ulricehamn) söder om Falköping. De följande provsträckorna ligger sedan på ett avsnitt som sträcker sig ca 2,5 km västerut mot Grästorp. Inom vägavsnittet med provsträckorna är trafikmängden, ÅDT, ca fordon. Den högre trafikintensiteten gäller för den östra delen av vägavsnittet närmast Falköping medan den något lägre gäller för den västra delen. Det finns några anslutande vägkorsningar längs vägavsnittet, bl.a. till Falköpings avfallsanläggning, som har en viss inverkan på trafikintensiteten. Det får ändå anses vara av marginell betydelse för utvärderingen av provsträckorna. VTI notat

16 4. Mätningar Profilmätningar har utförts årligen från 2011 fram till våren 2014, med tvärprofilmätning på hösten och slitagemätning höst vår Slitagemätningar Slitagemätningarna som utfördes på hösten 2011, 2012 och 2013 utgör 0-mätning för analysen av dubbdäcksavnötning och stensläpp/beständighet under efterföljande vintern. Efter efterföljande mätning på våren analyserades skillnaderna i profilerna från de två tillfällena för att bestämma slitaget och eventuellt stensläpp under vinterperioderna. På respektive sträcka gjordes slitagemätning i 5 tvärsektioner placerade i anslutning till (1 m framför) Primalprofilerna 2, 4, 6, 8 och 10 (se bilaga 1). Slitageprofilerna är 3 m breda med start ca 25 cm innanför mittlinjen, med målsättningen att täcka personbilarnas placering i körfältet. I några fall har en viss justering av sidoplaceringen av slitageprofilen gjorts med hänsyn till vägens linjeföring (kurva) och korsningar med tillhörande extra körfält. Profilerna mäts i ca 1240 mätpunkter per tvärsektion (ca 415 punkter/meter). Figur 1. Laserprofilometer för slitagemätning. För att mäta slitlagerbeläggningens beständighet lades en yta på 1 m 2 ut i anslutning till tvärprofil 6 med placering över vänster spår och vänster spårkant mot mittlinjen. Ytan mättes i 11 mätlinjer á 1 m för att på så sätt täcka i 1 m 2. Varje mätlinje á 1 m mäts i drygt 400 mätpunkter. Målsättningen är att genom en upprepad mätning, som vid slitagemätning, kunna mäta det eventuella stensläpp som sker under vinterperioden och på det sättet få ett mått på beläggningens beständighet samt en jämförelse mellan beläggningstyperna. Mätresultaten kommer att analyseras med avseende på hur många större stenar som lossnat under vinterperioden. I analysen tas hänsyn till att beläggningsmassans största sten är 16 mm eftersom det större stenskelettet är av intresse i detta fall, vilket fungerar som en indikator på beständigheten. 14 VTI notat

17 Figur 2. Utplacering av 1 m 2 yta för mätning av stensläpp. För mätningarna av dubbdäcksnötningen och beständigheten monterades hösten stycken mässingshylsor i slitlagerbeläggningen. Laserprofilometern placeras i hylsorna vid mätning och hylsornas botten fungerar då som en referensnivå på ca 25 mm under vägytan mot vilket Laserprofilometerns mätning utgår ifrån. Det gör att förändringar/deformationer under den referensnivån (25 mm) inte påverkar mätresultatet, utan endast det som sker på ytan (nötning och stensläpp) inverkar på mätresultatet Profilmätningar På varje provsträcka är 10 st. tvärprofiler utplacerade. Dessa tvärprofiler mäts med Primal från ca 5 cm innanför mittlinjen till ca 20 cm utanför kantlinjen. Längden på tvärprofilerna är cirka 3,8 3,9 m och profilen är mätt med ett samplingsavstånd på 4 mm, vilket betyder ca 950 mätpunkter per tvärprofil. Mätningen startar vid mittlinjen och går ut till kantlinjen. Varje profilände är befäst med en ståldubb (spik) och utmärkt med gul markeringsfärg för att säkerställa att exakt samma profil mäts vid varje mättillfälle. På det sättet kan man noggrant följa utvecklingen av ytans förändring och spårbildning. I bilaga 3 redovisas samtliga uppmätta tvärprofiler från senaste mätningen hösten 2013 sorterade per sträcka. Figur 3. Tvärprofilmätning med Primal. VTI notat

18 5. Mätresultat Nedan redovisas analysen och sammanställningen av slitage- och profilmätningarna fram till våren Slitage I bilaga 2 redovisas samtliga uppmätta slitageprofiler från vintern sorterade per sträcka. Slitaget beräknas som ett flytande medelvärde över en bredd på 25 cm, motsvarande en däcksbredd. Maximalt slitage i vänster respektive höger hjulspår har beräknats och sammanställts nedan. De uppmätta profilerna uppvisar ett tydligt spårslitage, med en spårvidd på ca 1,6 m som stämmer med ett slitage från personbilstrafik. Profilerna på sträcka 1 och till viss del sträcka 2 är skjutna något till höger på grund av kurvor. Det medför tyvärr att man inte registrerar hela slitagespårets bredd men att maximala spårslitaget ändå registreras. På sträckorna är det generellt liten spridning i det maximala spårslitaget inom respektive sträcka. På några enstaka profiler finns det vissa avvikelser i profilerna som inte har någon tydlig förklaring, bl.a. profil 3 på sträcka 5 och 6. Även om det finns vissa variationer i slitageprofilerna inom sträckorna kan man säga att medelvärdet för respektive sträcka väl visar det generella slitaget för respektive beläggningstyp. Initialslitaget första vintern var på samtliga sträckor betydligt större än de två efterföljande vinterperioderna från 2012 till 2014, vilket är normalt att slitage går ner från första vintern. Första vintern slits det ytliga bruket mellan de stora stenarna bort samtidigt som de stora stenarna jämnas av på ytan. Under efterföljande vintrar är det främst de större slitstarka stenarna som tar upp dubbdäckslitaget. Spårslitaget och har i genomsnitt halverats i jämförelse med första vinterns initialslitage, från väldigt höga ca 2 mm till mer normala nivåer på under 1 mm per år. Samtidigt har slitaget på respektive sträcka varit väldigt likartad de två senaste vintrarna. Något högre generellt slitage än normalt kan förväntas med tanke på att beläggningarna är av typen ABT och inte den idag vanligaste använda och slitstarkare ABS. Lägst slitage de senaste två vintrarna har det varit på sträcka 5 och 6 med Nypol respektive std B70/100 samt 25 % inblandad slitstark kvartsit, med ca 0,7 mm genomsnittligt spårslitage per år. Det är dock bara marginellt mindre slitage än på referenssträcka 1, som har samma beläggningstyp som sträcka 6. På sträckorna 2 4 med sämre stenmaterial bestående av diabas och gnejs ligger spårslitaget över 1 mm per år. I jämförelse med sträcka 1 som referenssträcka har sträcka 2 med Inormix, sträcka 3 med Nypol och sträcka 4 med std B70/100 ca % mer slitage. 16 VTI notat

19 Relativt slitage Slitage (mm) Str 1 ABT16 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 GnejsStr 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 25% Kvartsit Figur 4. Medelslitage för båda spåren, tre vinterperioder. 180% 160% 140% 120% % 80% 60% Str 1 ABT16 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 25% Kvartsit Figur 5. Medelslitage för båda spåren relativt referenssträcka 1 för tre vintrar. Med utgångspunkt i mätresultaten kan flera jämförelser göras. Först kan konstateras att det är skillnad i slitage mellan sträcka 1 och 6 även trots att det enligt uppgift ska vara samma typ av slitlagerbeläggning, vanlig ABT16 B70/100 med inblandad kvartsit. Initialt var det stor skillnad där sträcka 6 endast hade ca 75 % så mycket slitage som sträcka 1, men den senaste vintern har det jämnat ut sig betydligt så att det endast är marginell skillnad. Det är främst initialt första vintern som sträcka 1 (referenssträcka) har ett större slitage än vad som kunde förväntas i förhållande till likvärdiga beläggningstyper. Vad det beror på framgår inte av mätningarna. Både sträcka 1 och 6 ska ha en inblandning med 10 % återvinningsgranulat, vilket kan variera. Det kan ha en inverkan på slitstyrkan. Sträcka 1 och dess mätta profiler ligger direkt efter rondellen ut från Falköping vilket betyder att VTI notat

20 Slitage (mm) trafiken bör ha lägre hastighet på denna sträcka i jämförelse med övriga sträckor. Det skulle å andra sidan medföra ett mindre slitage än vid en högre hastighet, vilket mätresultaten motsäger. Samtidigt är bilarna under acceleration efter rondellen, vilket skulle kunna bidra till ökat slitage. Längs hela vägavsnittet finns det två större korsningar som skulle kunna medföra skillnader i trafikintensitet på de olika sträckorna, men det får ändå anses vara av ringa betydelse eftersom endast en liten del av trafiken bedöms komma från dessa anslutningar Str 1 ABT16 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 25% Kvartsit 0.00 Vänster spår Höger spår Figur 6. Medelslitage i vänster och höger spår per sträcka, vintern Från resultaten senaste vintern framgår det även, som väntat, att sträckorna med inblandat slitstark kvartsit har ett lägre slitage än sträckorna med gnejs och diabas. Jämför man sträckor med samma stenmaterial men olika bindemedelstyper blir det lite motsägelsefulla resultat. En jämförelse mellan sträcka 3 och 4 med Gnejs visar att sträcka 3 med Nypol har något lägre (ca 8 %) slitage än sträcka 4 med std B70/100 senaste vintern. Samtidigt när man jämför sträckorna 5 och 6 med inblandad kvartsit är det endast marginell skillnad mellan sträcka 5 med Nypol och sträcka 6 med std B70/100. Tidigare vinter var det till och med något större slitage på sträcka 5 med Nypol än sträcka 6 med standardbitumen. Sammantaget betyder det att det inte framgår någon tydlig effekt på slitaget beroende på bindemedelstyp, enligt resultatet från senaste slitagemätningen Däremot ser det ut som att det finns en positiv effekt under det första årets initialslitage där sträckorna med modifierat bindemedel har ett mindre spårslitage än motsvarande sträcka med standardbitumen. 18 VTI notat

21 Str 1 ABT16 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 25% Kvartsit Slitage (mm) Figur 7. Ackumulerat medelslitage för båda spåren efter tre vinterperioder. Ackumulerat slitage för första vinterns initialslitage samt ytterligare två vinterperioder visar att sträcka 1 till 4 har spårslitage på ca 4 4,5 mm medan sträcka 5 och 6 däremot har ett något lägre ackumulerat slitage på ca 3 mm. Störst ackumulerat slitage har sträckorna 3 och 4 med det svagare stenmaterialet gnejs följt av sträcka 2 med diabas Beständighet På varje sträcka mättes en kvadratmeter genom mätning i 11 profillinjer a 1 m. Mätresultaten analyserades med avseende på stensläpp utryckt i större håligheter som uppstått under vinterperioden. Under första vintern lossnade det inte inom någon av de mätta kvadratmetrarna några stora stenar på 16 mm. Den andra vintern lossnade däremot en del större stenar för att sedan den tredje (senaste) vintern endast lossnade ett fåtal stenar. För att kunna jämföra mellan vinterperioderna sattes gränsen på håligheter till större än 6 mm som uppkommit under respektive vinterperiod. Dessa räknades samman för respektive yta (kvadratmeter). Det motsvarar förlust av sammanhängande bruk samt mindre och större stenar i beläggningsytan. I figur 8 redovisas antal stensläpp större än 6 mm per sträcka för de tre mätta vintrarna. VTI notat

22 Antal stensläpp Str 1 ABT16 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 25% Kvartsit Figur 8. Antal stensläpp/m 2, >6 mm, per sträcka , och För att titta på stensläppet av större stenar gjordes också en sammanställning av uppkomna håligheter större 16 mm, enligt resultatet i figur 9. Första vinter och senaste vintern blev det inga sådana större håligheter utan de har endast detekterats under andra vintern Första och senaste vintern är det endast bruk och mindre stenar som släppt medan det andra vintern har släppt en hel del större stenar. Man får dock vara lite försiktig med att dra några definitiva slutsatser från mätresultaten angående beständigheten efter endast tre vintrar, speciellt i början när beläggningarna ska vara i gott skick. Ändå är tendensen tydlig med flest stensläpp på sträcka 5 med Nypol. Det är lite överraskande eftersom slitagemätningen visade på ett lågt slitage på den sträckan samt att andra sträckan med Nypol, sträcka 3, inte har samma omfattande stensläpp. Beläggningen inom den mätta ytan på sträcka 5 är dock grov och porig, se figur 10. Även referenssträcka 6 med std 70/100 uppvisar lite mer stensläpp än genomsnittet för sträckorna. Det ackumulerade stensläppet av stenar > 6 mm för de tre vintrar 2011 till 2014 redovisas i figur 11. Bäst har sträcka 2 med Inormix och diabas fungerat med avseende på stensläpp. Bedömningen generellt är att det inte på någon sträcka finns ett framträdande stensläpp även om det i ytan kan sägas vara relativt glest stenskelett och långt mellan de större stenarna. Det bör dock påpekas att beläggningarna är av typen ABT och inte ABS, vilket göra att de inte är lika stenrika med framträdande stenskelett. 20 VTI notat

23 Antal stensläpp Str 1 ABT16 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 25% Kvartsit Figur 9. Antal stensläpp/m 2, >16 mm, per sträcka Figur 10. Yta för mätning av stensläpp på sträcka 5. VTI notat

24 Antal stensläpp Str 1 ABT16 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 25% Kvartsit Figur 11. Ackumulerat antal stensläpp/m 2, >6 mm, per sträcka för perioden Profilmätningar Från de uppmätta tvärprofilerna har spårdjupet i vänster och höger hjulspår beräknats enligt trådprincipen och sammanställts nedan. Spårberäkning enligt trådprincipen bygger på att en virtuell tråd spänns mellan profilens ändpunkter och lyfts upp av eventuella högpunkter. Det maximala spårdjupet beräknas som det vinkelräta avståndet från tråden ner till spårbotten för vänster respektive höger hjulspår. De uppmätta tvärprofilerna uppvisar en tydlig spårbildning på samtliga sträckor. I genomsnitt är spårvidden 1,7 2,0 m mellan vänster och höger maximala spårdjup, vilket stämmer med en spårbildning som orsakats av både personbilsslitage och lastbilstrafik. Det finns vissa profiler med en spårvidd på ca 1,5 mellan maximala spåren, där dubbdäcksslitaget är en stark bidragande orsak till spårbildningen. På de flesta sträckorna är profilerna inom sträckan likartade och det är relativt liten spridning i spårdjup inom respektive sträcka. Störst spridning i spårdjup är det på sträcka 2. Därför kan man säga att medelvärdet för respektive sträcka väl representerar den spårbildning som finns på respektive beläggningstyp. I nästan samtliga profiler är det vänstra spåret djupare än det högra och profilerna har ett vanligt förekommande utseende med ett lite smalare djupare vänsterspår och ett bredare, grundare högerspår. Spårbildningen brukar i de flesta fall bli kraftigare i det vänstra spåret än i det högra eftersom det normalt är så att personbilstrafik och lastbilstrafiken går i samma vänsterspår medan det blir olika högerspår på grund av skillnad i spårvidd. Det medför att dubbdäckslitaget från personbilarna och deformationen av den tunga trafiken sker i samma spår till vänster men över en bredare yta till höger. Redan vid mätningen på provsträckorna hösten 2011, strax efter beläggningsåtgärden, var det ett djupare spår i vänster än i höger spår. Det kan tyda på att det också fanns en initial skillnad i många profiler som beror på profilens utseende direkt efter läggningen. I figur 12 redovisas de beräknade spårdjupen från mätningen 2013 efter drygt två års trafikering. Där framgår att det vänstra spåret är ca 6 7 mm och högra spåret ca 4 5 mm. Sträcka 1 4 har något djupare spår än sträcka 5 och 6. Spårdjupet i samtliga mätta profiler 2013 redovisas i bilaga VTI notat

25 Spårdjup (mm) Spårdjup (mm) 0.0 Vänster Höger Str 1 ABT16 Std 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Std Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 Std 25% Kvartsit Figur 12. Spårdjup i vänster och höger spår, per sträcka, hösten Str 1 ABT16 Std 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Std Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 Std 25% Kvartsit Figur 13. Medelvärde för spårdjup per sträcka 2011, 2012 och VTI notat

26 Profilhöjd (mm) Profilhöjd (mm) Som framgår av figur 13 fanns det redan en viss spårbildning/ojämnhet vid första mätningen 2011, strax efter beläggningsåtgärden. Spårdjupet var då drygt 2 mm i genomsnitt för sträckorna. I figur 14 och 15 visas två exempel på uppmätta profiler från 2011, 2012 respektive 2013, där förändringen i tvärprofil och spårtillväxten under två års trafik framgår. I dessa profiler, liksom de flesta, finns en tydlig och distinkt spårbildning med störst spårdjupsökning första året. Det finns dock vissa profiler som inte har en lika tydlig och distinkt spårprofil, men de har ändå liknande utseende på profilen. Se bilaga 3 för att se alla profiler vid senaste mättillfället. Eftersom det fanns en spårbildning redan 2011 är det mer relevant att vid en jämförelse mellan sträckorna se på spårdjupstillväxten från 2011 till 2012 respektive Spårdjupstillväxten består både av dubbdäcksslitage och av deformation från den tunga trafiken Tvärsektion (mm) Figur 14. Tvärprofil sträcka 1 sektion 4 från 2011, 2012 och Tvärsektion (mm) Figur 15. Tvärprofil sträcka 5 sektion 7 från 2011, 2012 och VTI notat

27 Spårdjupsökniing (mm) Str 1 ABT16 Std 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Std Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 Std 25% Kvartsit Figur 16. Spårdjupsökning från och , medelvärde per sträcka. Sträcka 1 (ref. kvartsit) och sträcka 2 (Inormix diabas) hade tydlig större spårdjupstillväxt än de övriga fyra sträckorna under det första året. Under det andra året är spårtillväxten betydlig mer likartad mellan sträckorna. Undantaget är dock sträcka 6 (ref. kvartsit) där spårtillväxten är något lägre än övriga sträckor under Eftersom sträcka 1 och 6 båda är referenssträckor med samma typ av beläggning är det förvånande att sträcka 6 har tydligt lägre spårtillväxt än sträcka 1. Orsaken till det framgår inte av mätningarna men kan bero på exempelvis sträckans läge eller underliggande lager och konstruktion. Längs hela vägavsnittet finns det två något större korsningar som kan medföra skillnader i trafikintensitet på de olika sträckorna och då främst i slutet på objektet, men det får ändå anses vara av ringa betydelse eftersom det uppskattningsvis inte svänger av mycket trafik från Rv 47 i dessa korsningar. I detta fall förklarar eventuella små skillnader trafikintensitet inte skillnaden i spårutveckling mellan sträckorna. Den ackumulerade spårdjupsökningen per sträcka från 2011 till 2013 redovisas i figur 17. Där framgår att under två års trafik har spårbildningen ökat med totalt ca 2,5 4 mm. VTI notat

28 Spårdjupsökniing (mm) Str 1 ABT16 Std 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Std Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 Std 25% Kvartsit Figur 17. Ackumulerad spårdjupsökning från 2011 till 2013, medelvärde per sträcka. Även om de maximala spårdjupen i flera profiler har en spårvidd på ca 2 m som motsvaras av den tunga trafiken är troligen dubbdäcksslitaget från personbilarna en starkt bidragande orsak till spårdjupsökningen efter åtgärden. Enligt mätningarna är det ackumulerade beläggningsslitaget på sträckorna i storleksordningen ca 2,5 3 mm från dubbdäckstrafiken under de två första vintrarna som föregår profilmätningen, samtidigt som den totala spårdjupstillväxten under motsvarande tid är ca 2,5 4 mm. Även om maximala dubbdäcksslitaget och lastbilsdeformationen inte alltid sammanfaller i tvärled bidrar slitaget ändå till spårdjupstillväxten och då kanske främst i vänster spår. Jämför man figur 4 med medelslitaget och figur 16 med spårdjupsökningen så framgår det att relativt stor del av spårdjupsökningen består av dubbdäcksslitage, trots reservation för skillnaderna i spårvidd. Med den jämförelsen är det endast på sträcka 1 och 2 som det framgår en skillnad som består av deformation på knappt 1 mm. På sträcka 3 6 är det små skillnader mellan slitage och total spårbildning vilket betyder med hänsyn till skillnader i spårvidd att på dessa sträckor är deformationen relativt liten. 26 VTI notat

29 Spårdjupsökning (mm) Str 1 ABT16 Std 25% Kvartsit Str 2 INORMIX Diabas Str 3 ABT16 Nypol Gnejs Str 4 ABT16 Std Gnejs Str 5 ABT16 Nypol 25% Kvartsit Str 6 ABT16 Std 25% Kvartsit Vänster Höger Figur 18. Spårdjupsökning från 2012 till 2013, för vänster och höger spår per sträcka. Senaste årets spårtillväxt är på sträckorna 1, 2, 4 och 5 väldigt lika mellan höger och väster spår medan på sträcka 3 och 6 är spårtillväxten något större i höger spår än i vänster spår. Det skulle kunna tydas på en något större andel deformation på dessa sträckor, men samtidigt finns det en inverkan av trafikens sidoläge och spårvidd. Sträcka 3 ligger strax efter en korsning med flera körfält medan sträcka 6 ligger på en raksträcka strax efter en parkeringsficka. VTI notat

30 6. Slutsatser Vid en jämförelse mellan sträckorna/beläggningstyperna är det hittills sträcka 5 med Nypol % kvartsit och referensträcka 6 med B70/ % kvartsit som fungerat bäst med avseende på spårbildning och slitage. Ser man på den totala spårbildningen har även sträckorna 3 och 4 med gnejs fungerat bra, men de har ett högre dubbdäcksslitage än sträcka 5 och 6. Vid en jämförelse mellan bindemedlen finns det tendenser till att Nypol har en viss fördel i jämförelse med standardbitumen B70/100, när man jämför sträckor med samma typ av stenmaterial. Inormix är svårare att bedöma eftersom den sträckan haft en kraftigare spårbildning samtidigt som slitaget är relativt lågt. Det tyder på att det förekommer en viss deformation av den tunga trafiken på den sträckan. De sträckor som fungerat sämst med avseende på spårutveckling är sträcka 1 med standard B70/ % kvartsit och sträcka 2 med Inormix diabas. Dessa sträckor har ca 1 mm större spårutveckling än de övriga 4 provsträckorna. Varför det är skillnad mellan de båda referenssträckorna 1 och 6 med standard B70/ % kvartsit går inte att utläsa från mätresultaten. Det kan eventuellt bero på skillnader i mängden återvunnet asfaltgranulat som nominellt ska vara 10 % i dessa beläggningar. Eftersom dubbdäcksslitaget är en dominerande del av spårdjupsutvecklingen så är typ av stenmaterial av avgörande betydelse. Där visar kvartsit, som väntat, bättre resultat med avseende på slitage än framför allt gnejs men även något bättre än diabas. Vad det gäller beständighet uttryckt i stensläpp ser dock sträcka 5 med Nypol ut att fungera sämre än övriga sträckor trots att den fungerat bra med avseende på dubbdäcksslitage. Det är främst vintern som det lossnat stenmaterial men även de andra två vintrarna har det lossnat lite stenar på sträcka 5, även när de inte lossnat något på övriga sträckor. Den okulära bedömningen är dock inte att det skulle vara något generellt problem med stensläpp så här långt utan beläggningarna ser ut att vara i gott skick. Stensläppet har varierat över de tre vintrarna som följts, vilket visar att det finns variationer som bl.a. beror på vinterns karaktär med avseende temperatur och frys/tö-cyklar. Sedan kan man förvänta sig ett ökat stenssläpp när beläggningarna åldras. Slutsatserna efter knappt tre års trafik på provsträckorna är att det inte är några stora skillnader i spårdjupsutvecklingen mellan sträckorna men att det ändå finns tendenser till skillnader. Det är kanske inte heller förväntat att det ska ha skett så mycket eftersom det bara gått två års trafik på beläggningarna fram till senaste profilmätningen och endast tre vinterperioder för slitagemätningarna, Därför bör man vara försiktig med att dra för långtgående slutsatser. Sträckorna har också lite olika förutsättningar med placeringen, svängande körfält, hastighet m.m. vilket gör att det finns en viss osäkerhet i jämförelsen mellan sträckorna när skillnaderna är små. Av den spårbildning som skett sedan åtgärden är spårslitage från dubbdäckstrafik den dominerande orsaken, även om det finns en viss deformation från den tunga trafiken. Därför är det viktigt att följa främst slitaget de närmaste åren för att kunna värdera de olika beläggningstyperna mot varandra. Framöver kan även beständighet (stensläpp) vara en faktor att ta hänsyn till och då med hänsyn till bindemedelstyp. Sammanfattningsvis kan sägas att de sträckor som fungerat bäst första 2½ åren med avseende på spårdjupstillväxt är sträcka 5 med Nypol (kvartsit) och sträcka 6 med std B70/100 (kvartsit). Bindemedlet Nypol ser ut att ha en viss positiv effekt på spårbildningen i jämförelse med standardbitumen och kvartsit är det stenmaterial som uppvisat bäst nötningsegenskaper. 28 VTI notat

31 Bilaga 1 Mätplan för profilmätning och slitagemätning för samtliga provsträckor Körfält Vägren VTI notat

32 Slitage (mm) Slitage (mm) Bilaga 2 Uppmätta slitageprofiler för vintern Linje 1 Linje 2 Linje 3 Linje 4 Linje Figur 1. Sträcka 1 (ABT16 B70/100 11/16, 25 % kvartsit) Linje 1 Linje 2 Linje 3 Linje 4 Linje Figur 2. Sträcka 2 (Inormix 16 Endura F1 diabas) 30 VTI notat

33 Slitage (mm) Slitage (mm) Linje 1 Linje 2 Linje 3 Linje 4 Linje Figur 3. Sträcka 3 (ABT16 Nypol kkv<17 gnejs) Linje 1 Linje 2 Linje 3 Linje 4 Linje Figur 4. Sträcka 4 (ABT16 B70/100 kkv<17 gnejs) VTI notat

34 Slitage (mm) Slitage (mm) Linje 1 Linje 2 Linje 3 Linje 4 Linje Figur 5. Sträcka 5 (ABT16 Nypol /16, 25 % kvartsit) Linje 1 Linje 2 Linje 3 Linje 4 Linje Figur 6. Sträcka 6 (ABT16 B70/100 11/16, 25 % kvartsit) 32 VTI notat

35 Profil (mm) Profil (mm) Bilaga 3 Uppmätta tvärprofiler Sektion 1 Sektion 2 Sektion 3 Sektion 4 Sektion 5 Sektion 6 Sektion 7 Sektion 8 Sektion 9 Sektion Profillängd (mm) Figur 1. Sträcka 1 (ABT16, B70/100, 11/16, 25 % kvartsit) Sektion 1 Sektion 2 Sektion 3 Sektion 4 Sektion 5 Sektion 6 Sektion 7 Sektion 8 Sektion 9 Sektion Profillängd (mm) Figur 2. Sträcka 2 (Inormix 16, Endura F1, diabas ) VTI notat

36 Profil (mm) Profil (mm) Sektion 1 Sektion 2 Sektion 3 Sektion 4 Sektion 5 Sektion 6 Sektion 7 Sektion 8 Sektion 9 Sektion Profillängd (mm) Figur 3. Sträcka 3 (ABT16, Nypol 76-28, kkv17, gnejs) Sektion 1 Sektion 2 Sektion 3 Sektion 4 Sektion 5 Sektion 6 Sektion 7 Sektion 8 Sektion 9 Sektion Profillängd (mm) Figur 4. Sträcka 4 (ABT16, B70/100, kkv17, gnejs) 34 VTI notat

37 Profil (mm) Profil (mm) Sektion 1 Sektion 2 Sektion 3 Sektion 4 Sektion 5 Sektion 6 Sektion 7 Sektion 8 Sektion 9 Sektion Profillängd (mm) Figur 5. Sträcka 5 (ABT16, Nypol 76-28, 11/16, 25 % kvartsit) Sektion 1 Sektion 2 Sektion 3 Sektion 4 Sektion 5 Sektion 6 Sektion 7 Sektion 8 Sektion 9 Sektion Profillängd (mm) Figur 6. Sträcka 6 (ABT16, B70/100, 11/16, 25 % kvartsit) VTI notat

38 Bilaga 4 Beräknade spårdjup vid profilmätning Sträcka 1 (ABT16, B70/100, 11/16, 25 % kvartsit) Rv 47 Falköping PROVSTRÄCKA 1 RIKTNING 1 Trådprincipen Sektion Vänster spår Höger spår Djup Läge Djup Läge Spårvidd Medel Std Sträcka 2 (Inormix 16, Endura F1, diabas ) Rv 47 Falköping PROVSTRÄCKA 2 RIKTNING 1 Trådprincipen Sektion Vänster spår Höger spår Djup Läge Djup Läge Spårvidd Medel Std VTI notat

39 Sträcka 3 (ABT16, Nypol 76-28, kkv17, gnejs) Rv 47 Falköping PROVSTRÄCKA 3 RIKTNING 1 Trådprincipen Sektion Vänster spår Höger spår Djup Läge Djup Läge Spårvidd Medel Std Sträcka 4 (ABT16, B70/100, kkv17, gnejs) Rv 47 Falköping PROVSTRÄCKA 4 RIKTNING 1 Trådprincipen Sektion Vänster spår Höger spår Djup Läge Djup Läge Spårvidd Medel Std VTI notat

40 Sträcka 5 (ABT16, Nypol 76-28, 11/16, 25 % kvartsit) Rv 47 Falköping PROVSTRÄCKA 5 RIKTNING 1 Trådprincipen Sektion Vänster spår Höger spår Djup Läge Djup Läge Spårvidd Medel Std Figur 6. Sträcka 6 (ABT16, B70/100, 11/16, 25 % kvartsit) Rv 47 Falköping PROVSTRÄCKA 6 RIKTNING 1 Trådprincipen Sektion Vänster spår Höger spår Djup Läge Djup Läge Spårvidd Medel Std VTI notat

41

42 VTI, Statens väg- och transportforskningsinstitut, är ett oberoende och internationellt framstående forskningsinstitut inom transportsektorn. Huvuduppgiften är att bedriva forskning och utveckling kring infrastruktur, trafik och transporter. Kvalitetssystemet och miljöledningssystemet är ISOcertifierat enligt ISO 9001 respektive Vissa provningsmetoder är dessutom ackrediterade av Swedac. VTI har omkring 200 medarbetare och finns i Linköping (huvudkontor), Stockholm, Göteborg, Borlänge och Lund. The Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI), is an independent and internationally prominent research institute in the transport sector. Its principal task is to conduct research and development related to infrastructure, traffic and transport. The institute holds the quality management systems certificate ISO 9001 and the environmental management systems certificate ISO Some of its test methods are also certified by Swedac. VTI has about 200 employees and is located in Linköping (head office), Stockholm, Gothenburg, Borlänge and Lund. HEAD OFFICE LINKÖPING SE LINKÖPING PHONE +46 (0) STOCKHOLM BOX SE STOCKHOLM PHONE +46 (0) GOTHENBURG BOX 8072 SE GOTHENBURG PHONE +46 (0) BORLÄNGE BOX 920 SE BORLÄNGE PHONE +46 (0) LUND Scheelevägen 2 SE LUND PHONE +46 (0) HUVUDKONTOR/HEAD OFFICE LINKÖPING post/mail SE Linköping tel +46 (0) BORLÄNGE post/mail BOX 920 SE BORLÄNGE tel +46 (0) STOCKHOLM post/mail BOX SE STOCKHOLM tel +46 (0) GÖTEBORG post/mail BOX 8072 SE GÖTEBORG tel +46 (0)